高速铁路多跨连续梁桥悬臂浇筑线形控制

摘 要：高速铁路对桥梁顶面高程及平整度要求高，因此线形控制是高速铁路连续梁桥悬臂浇筑施工控制的重要内容。结合某高速铁路（48+4×80+48）m连续梁线形控制的施工实际，介绍了多跨连续梁的线形控制内容、控制要点及线形控制计算分析方法，重点阐述了梁体实际立模高程值的计算方法和高程测控的布点及监控方法。线形控制结果表明，这种控制方法合理可行，实施方便，梁体线形控制精度满足要求，该方法适用于悬臂浇筑施工的高速铁路桥梁施工控制。

关键词：多跨连续梁；线形控制；悬臂浇筑

1 引 言

随着高速铁路的发展，乘车舒适性、梁体平顺性及行车安全性的要求提高以及受桥址处地形、地质条件的影响，多跨预应力混凝土连续梁桥逐渐广泛应用于我国铁路建设中。但是连续梁桥是多次超静定结构，其理想的线形和合理的内力状态不仅与设计有关，而且还依赖于科学合理的施工方法及对梁体线形的正确控制。特别是对于高速铁路，为保证梁体顺利合拢和满足无砟轨道铺设精度要求，需对梁体在施工过程中进行有效的控制，保证轨道线路平顺性、可靠性和稳定性，以确保高速行车的安全性、平稳性和舒适性。同时，对多跨连续梁，由于桥梁跨数多，施工期间开展的作业面广，需多次进行体系转换，在施工控制时，所需监测及处理的数据信息量大。因此以往普通桥梁纯粹意义上的线形控制已无法满足高速铁路多跨连续梁桥的高精度的要求。

2 工程概况

3 线形控制基本原理

3.1 线形控制的内容

对于分节段悬臂浇筑施工的大跨度预应力混凝土连续梁桥，施工控制主要以线形控制为主。桥梁线形控制是施工测量识别修正施工的循环过程，即首先根据桥梁的所处线路情况及桥梁的设计资料，通过结构分析，确定出箱梁梁体各悬浇节段的挠度进而确定理论立模标高，然后监测已施工完成梁段的高程和平面位置，将此实际高程和理论高程相比较，在对所产生误差的综合分析的基础上，对待浇梁段的立模高程和平面位置加以调整，以此来保证成桥后桥面线形以及合龙梁段悬臂端标高的相对偏差满足要求，同时保证结构内力状态符合设计要求。梁体平面线形监控主要是监控每施工一个箱梁节段，其截面轴线实际平面坐标是否与设计平面坐标吻合。通过施工过程的数据采集和严格控制，确保结构的安全和稳定，保证结构的受力合理和线形平顺，符合设计要求。

3.2 线形控制的监测

在预应力混凝土连续梁桥的施工过程中，对梁体各节段的挠度进行监测，为梁体线形控制分析提供实测数据，因此正确选定测量阶段和时机很重要。一方面，测量阶段不能过多，否则既影响施工进度，又导致数据量太大，不易处理；另一方面，测量阶段不能过少，否则不能全面反映箱梁的变形情况，对分析梁体标高误差产生的原因带来困难。

为全面分析梁体在整个施工过程中的挠度变形情况，并为下一节段梁体立模提供依据，每施工一个梁体节段，分三个阶段对梁体预埋测点进行挠度观测，即第一阶段为混凝土浇筑前（立模后），第二阶段为混凝土浇筑后，第三阶段为张拉预应力后。通过将这三个阶段的实测值与理论值相比较，即可找出各阶段的误差原因，以便在下一节段施工中有针对性的控制和调整。

3.3 线形控制的方法

（1）立模标高公式

4 线形控制计算

采用桥梁结构分析软件，将梁体简化成平面结构，离散成梁单元，根据施工组织安排确定每个梁段的施工时间，依据设计要求的施工顺序及体系转换顺序，进行建模分析计算，理论计算梁体各节段的挠度调整值，由挠度曲线反向即得到梁体预拱度曲线。由于挠度与众多因素有关，如梁体自重、预应力张拉、混凝土收缩徐变、施工临时荷载等。这些影响因素中，还有许多模糊不定及随机变化的情况，如混凝土的弹性模量、各节段施工工期的不定性、预应力损失的随机性、温度产生的温度应力等，故要精确计算挠度比较困难。因此在施工过程中，根据施工情况及梁段的实测参数及荷载等变化等适度及时调整计算，并根据前一梁段实测挠度变化情况修正后续梁段的调整值，本桥梁体节段标高调整值如图3所示。

5 监控注意事项及监控结果

在施工过程中，为保证监控数据的真实及体现实际变化情况，对监控过程中容易出现误差的环节提出相应的解决措施：

（1）对多跨连续梁，多个T构同时施工，挂篮较多，但受制造及施工误差的影响，每个挂篮的实际情况均不相同，因此需对每套挂篮均进行预压加载以消除非弹性变形，并测出其弹性变形并绘制相应的变形曲线，以此为确定立模高程提供基本的依据。

（2）严格控制各节段预应力钢束的张拉时间及张拉力和张拉时混凝土的龄期要求，以和计算模型模拟一致，减小此因素对梁体节段标高的影响。

（3）严格控制混凝土的容重，尽量使梁体混凝土的强度、弹性模量等技术指标与计算模拟一致，减小实际值与计算值之间的误差。

（4）对梁体标高测量时，选择合适的时间点，以减小温度对梁体标高的影响。一般选择温度较稳定的时段进行测量。在早晨进行初测，在傍晚进行复测，并将测量结果汇总进行分析，从而为后续的梁段立模标高及线形调整提供参考。

（5）在合拢段前4个节段起开始对全桥各梁段的标高和线形进行联测，并进行逐步调整，以控制合拢口两侧的标高，提高合拢精度。

通过以上控制措施，对施工过程中出现的误差及时调整，本梁得以顺利合拢完成，其理论标高与实际标高如图4所示。

通过比较理论标高与实际标高可以看出，本梁施工控制措施合理，节段施工时调整量取值与实际变化量较吻合，梁段标高误差较小。合拢口两侧高程差在5mm左右，满足合拢的精度要求。

6 结 语

（1）多跨连续梁悬臂浇筑时梁体线形控制是对各梁段线形的动态控制过程，是保证桥梁施工完成后梁体中线、高程满足设计要求，减小附加应力对桥梁结构的不利影响，满足高速铁路铺设无砟轨道精度要求的关键施工步骤。

（2）对多跨连续梁结构体系，施工中需进行多次体系转换，计算模拟分析时施工步骤及体系转换需与实际施工一致，以保证梁体的线形及结构受力与设计要求一致。

（3）由于悬臂施工一旦完成，在合龙和体系转换节段要再对产生线形误差的节段进行调整将变得很困难，因此，在计算节段调整量时，需根据施工实测的参数对理论计算结果进行调整，以满足梁体施工控制计算的精度要求。

（4）在施工过程中，还需管理措施落实到位、精心操作、制定应急措施、各方密切配合是实现精确控制的保证。

参考文献

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作者简介：刘清忠（1976-），男，本科，主要从事工程技术管理工作。